123244

(4)

gt(m--nr³p_t)

n =

6jt r s 1 + 2,4

W przypadku gdy r « R wpływ ścian cylindra jest pomijalny a wzór (4) przyjmuje postać:

g t (m--n r p_f)

n =-7 --

6n-rs    (5)

Omówiona powyżej metoda wyznaczania lepkości może być stosowana dla cieczy o dużej lepkości. Jeżeli lepkość nie jest duża, wtedy czasy opadania kulek są małe, a zatem obarczone względnie dużą niepewnością pomiarową. Wyznaczony w ten sposób współczynnik lepkości jest bardzo niedokładny. Czasy opadania kulek można wydłużyć stosując wysokie cylindry, co jest jednak niewygodne.

II. Wykonanie i opracowanie ćwiczenia

UWAGA! Przebieg wykonania ćwiczenia określa osoba prowadząca. Nic wolno uruchamiać wagi analitycznej bez zgody osoby prowadzącej!

1.    Zważyć razem kulki jednego rodzaju przy pomocy wagi analitycznej. Wyznaczyć średnią masę kulki tego rodzaju. Przed ważeniem kulki starannie oczyścić np. papierowym ręcznikiem.

2.    Zmierzyć mikromierzem średnice kulek z p. 1. Obliczyć średni promień r tych kulek.

3.    Zaznaczyć na ścianie cylindra z cieczą odcinek drogi s, na której będzie mierzony czas mchu kulek. Zmierzyć przymiarem ten odcinek. Droga powinna zaczynać się co najmniej 5cm poniżej lustra cieczy i być możliwie najdłuższa.

4.    Chwytać szczypcami każdą kulkę i puszczać znad lustra cieczy tak, aby opadała blisko osi cylindra. Zmierzyć stoperem czasy opadania kulek między końcami zaznaczonej drogi. Wyznaczyć średni czas t opadania kulek danego rodzaju.

5.    Czynności z p. 1. do p. 5. powtórzyć dla kulek innego rodzaju.

6.    Zmierzyć wewnętrzną średnicę cylindra i wyznaczyć promień R.

7.    Wyznaczyć współczynnik lepkości t] ze wzoru (4) oraz współczynnik g₀ ze wzoru (5) dla badanych

rodzajów kulek. Przyjąć gęstość gliceiynyp_c = 1,23-10³ kg/m³

8.    Obliczyć niepewność u(rj) dla badanych rodzajów kulek ze wzom:

Niepewność At można oszacować z rozrzutu pomiarów czasów opadania. Nawet gdy rozrzut jest mały, to niepewność systematyczna wynosi co najmniej 0,2s. Niepewność As wynika z dokładności wyznaczenia końców odcinka drogi s. Ze względu na dokładność wagi analitycznej i mikromierza niepewności wyznaczenia masy kulki i jej promienia można pominąć.

III. Wnioski

1.    Przedstawić w poprawnej formie wyniki pomiaru współczynnika lepkości.

2.    Porównać wartości // dla różnych rodzajów kulek. Jeżeli przedziały < rj -2 u(rj), // +2u(r/) > dla różnych kulek mają część wspólną to wyniki dla tych kulek są zgodne.

3.    Porównać wartości rj i r/odla każdego rodzaju kulek z osobna. Czy różnica rj - rj o jest bardzo mała w porównaniu z niepewnością u(rj) ? Dla których kulek wpływ ścian cylindra jest istotny?

IV. Pytania kontrolne

1.    Co nazywamy lepkością płynu?

2.    Jakie siły działają na dało poruszające się w lepkiej cieczy?

3.    Sformułować prawo Arcliimedesa.

4.    Co to jest przepływ laminamy? W jakich warunkach zachodzi?

5.    Od czego zależy siła oporu gdy ciało porusza się w cieczy nie powodując w niej wirów?

6.    Omówić metodę wyznaczania współczynnika lepkości cieczy stosowaną w ćwiczeniu.

Do obliczeń wygodniej jest stosować wzory (4’) i (5'), w których promienie wyrażono przez średnice: